雪线附近的星子形成:内还是外?
地球与行星天体物理
2017-05-24 v1
摘要
原行星盘中星子形成尚不清楚。流不稳定性能直接从鹅卵石尺寸颗粒形成星子的有前景机制,只要固体-气体比足够高。然而,在平滑盘中局部增强固体-气体比是难以实现的,这促使考虑特殊盘位置如雪线。本文中,我们研究由于水扩散和凝结在雪线附近通过流不稳定性形成星子的可行性。我们采用黏性盘模型,并在柱坐标1D网格上数值求解蒸汽和固体的输运方程。我们考虑了固体的径向漂移、向中心恒星的气体吸积和湍流扩散。我们研究了固体对气体的反作用以及气体平均分子量径向变化的重要性。我们发现水扩散和凝结在雪线外能将冰表面密度局部增强3--5倍。假设冰鹅卵石包含许多在蒸发时释放的微米级硅酸盐颗粒,增强额外增加约2倍。在此“多种子”模型中,雪线内的固体-气体比也增强,但不如雪线外刚外面多。在黏性盘背景下,扩散-凝结机制对高湍流参数 (--)值最有效。因此,假设年轻盘比较老盘湍流更剧烈,雪线附近的星子能在盘早期阶段形成。在高湍流盘中,数十个地球质量可储存在雪线外的一个环中,这可与近期ALMA观测对应。
引用
@article{arxiv.1702.02151,
title = {Planetesimal formation near the snowline: in or out?},
author = {Djoeke Schoonenberg and Chris W. Ormel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.02151},
year = {2017}
}
备注
19 pages, 11 figures; abstract abridged to meet arXiv requirements. Accepted for publication in A&A